KR100370849B1 - 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴 - Google Patents

Abstract

이 발명은 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴에 관한 것으로, 회로기판의 정확한 위치에 균일한 두께의 에폭시를 접착할 수 있도록, 액상의 에폭시가 담긴 시린지(Syringe)로부터 일정량이 에폭시를 공급받아 이를 경화시키는 적어도 하나 이상의 요부(凹部)가 형성된 몸체와; 상기 요부 하면에 위치된 동시에, 상기 몸체를 관통하는 로드에 연결되어 상기 경화된 에폭시를 회로기판에 접착시키는 피스톤과; 상기 피스톤 및 로드에 상,하 방향의 구동력을 제공하는 구동수단과; 상기 몸체를 대략 180°회전시키는 회전수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함.

Description

반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴{Epoxy dispensing tool of die attach device for semiconductor package and its method}

본 발명은 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 반도체패키지용 회로기판에 정확하고 균일한 두께의 에폭시를 접착할 수 있는 에폭시 디스펜싱 툴에 관한 것이다.

통상 반도체패키지 어셈블리 공정중 웨이퍼에서 낱개로 분리된 반도체칩은 회로기판(예를 들면, 인쇄회로기판, 써킷필름, 써킷테이프, 리드프레임 등등, 이하에서는 회로기판으로 총칭함)의 칩부착 영역에 부착되어 고정된다. 상기와 같은 반도체칩의 부착을 위해서는 미리 상기 회로기판의 칩부착 영역에 접착성이 있는 액상의 에폭시가 디스펜싱되고 있으며, 이와 같이 에폭시의 디스펜싱 및 반도체칩 부착이 수행되는 장비를 다이 어태치 장비라 한다. 즉, 상기 다이 어태치 장비는 회로기판에 일정량의 액상 에폭시를 디스펜싱하고 이어서 그 상면에 반도체칩을 부착하는 공정을 일체로 수행한다.

한편, 상기와 같은 다이 어태치 장비에는 상술한 바와 같이 액상의 에폭시를 회로기판의 칩부착 영역에 디스펜싱하기 위한 디스펜싱 툴이 장착되어 있으며, 이러한 툴(100')은 도1a에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 상기 에폭시 디스펜싱 툴(100')은 내부에 일정 공간을 가지며, 액상의 에폭시 용기(도시되지 않음)와 연결되는 홀더(1')가 구비되어 있고, 상기 홀더(1')의 하단에는 일정량의 에폭시가 디스펜싱되도록 통공(2')이 형성된 다수의 노즐(3')이 장착되어 있다. 물론, 상기 에폭시 용기의 상부에는 도시되지 않은 공압장치가 설치되어 있다.

한편, 상기와 같은 툴(100')에 의해 회로기판(12')에 에폭시(11')가 디스펜싱된 상태가 도1b에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 회로기판(12')의 칩부착 영역(13')에는 상기 노즐(3') 갯수와 같은 갯수의 에폭시(11')가 디스펜싱되어 있으며, 상기 디스펜싱된 에폭시(11')는 상호 일정 거리 이격되어 있다.

한편, 상기 에폭시는 액체이기 때문에 시간이 지남에 따라 상호간의 거리가 가까워져 결국에는 대략 4각 모양으로 뭉쳐진다. 반도체칩의 부착은 상기와 같이 에폭시가 대략 4각 모양으로 뭉쳐진 후 수행된다.

여기서, 상기와 같이 다수의 노즐을 이용하여 일시에 에폭시를 다수 디스펜싱하는 방법을 돗팅형(Dotting Type)이라 하며, 하나의 노즐을 이용하여 에폭시를 소정 모양으로 그리는 방법을 라이팅형(Writing Type)이라 하기도 한다.

그러나, 상기와 같은 돗팅형 또는 라이팅형 디스펜싱 방법은 회로기판에 디스펜싱된 에폭시의 두께가 일정치 않고, 또한 너무 많거나 적게 도포되는 단점이 있다. 즉, 다수의 노즐을 이용하여 액상의 에폭시를 회로기판에 디스펜싱함으로써, 각 노즐의 결함이나 또는 회로기판의 틸트(Tilt)시 정확한 량의 에폭시가 정확한 위치에 디스펜싱되지 않고 일정 편차를 가지며 디스펜싱된다.

또한, 회로기판의 종류 등이 변경되었을 때 이와 대응되는 툴로 교체해야 하는데 이때, 상기 에폭시에 다량의 보이드(Void)가 포함되기 쉽다.

이러한 단점은 결국 회로기판에 반도체칩이 틸트된 채로 부착되어 차후의 와이어 본딩 공정시 패턴 인식 장치가 반도체칩의 정확한 좌표를 읽지 못하게 하거나, 또는 반도체칩을 부착하는 에폭시의 보이드로 인해 차후, 고열의 환경에서 반도체칩과 회로기판 사이의 계면박리를 유발하는 원인이 되기도 한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 회로기판의 정확한 위치에 균일한 두께의 에폭시를 디스펜싱할 수 있는 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 디스펜싱 툴을 제공하는데 있다.

도1a는 종래 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴을 도시한 사시도이고, 도1b는 종래 에폭시 디스펜싱 툴에 의해 회로기판에 에폭시가 디스펜싱된 상태를 도시한 일부 평면도이다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴을 도시한 상태도이다.

도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴을 도시한 상태도이다.

도4a 내지 도4d는 본 발명의 제1실시예에 의한 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴의 작동 방법을 도시한 설명도이다.

도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2실시예에 의한 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴의 작동 상태를 도시한 설명도이다.

도6은 본 발명에 의한 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴에 의해 회로기판에 에폭시가 디스펜싱된 상태를 도시한 일부 평면도이다.

- 도면중 주요 부호에 대한 설명 -

101,102; 본 발명에 의한 에폭시 디스펜싱 툴

1; 몸체 2; 요부

3; 피스톤 4; 로드

5; 구동수단 6; 회전수단

7; 가열수단 8; 시린지

9; 공간부 11; 에폭시

12; 회로기판 13; 칩부착 영역

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1태양(態樣)에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 디스펜싱 툴은 액상의 에폭시가 담긴 시린지(Syringe)로부터 일정량이 에폭시를 공급받아 이를 경화시키는 적어도 하나 이상의 요부(凹部)가 형성된 몸체와; 상기 요부 하면에 위치된 동시에, 상기 몸체를 관통하는 로드에 연결되어 상기 경화된 에폭시를 회로기판에 접착시키는 피스톤과; 상기 피스톤 및 로드에 상,하 방향의 구동력을 제공하는 구동수단과; 상기 몸체를 대략 180°회전시키는 회전수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2태양(態樣)에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 디스펜싱 툴은 액상의 에폭시가 담긴 시린지(Syringe)로부터 일정량이 에폭시를 공급받아 이를 경화시키는 적어도 하나 이상의 요부(凹部)가 형성되고, 상기 요부의 하방 측부에는 일정크기의 공간부가 형성된 몸체와; 상기 요부 하면에 위치된 동시에, 상기 공간부로 이동되어 상기 경화된 에폭시를 회로기판에 접착시키는 피스톤과; 상기 공간부에 연결되어 상기 피스톤에 좌,우 방향의 구동력을 제공하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제2태양(態樣)에 있어서, 상기 각 요부의 상부에는 상기 경화된 에폭시를 회로기판쪽으로 배출시킬 수 있도록 배출 수단이 더 형성될 수 있다.

여기서, 상기 배출 수단은 공압 또는 피스톤을 이용할 수 있다.

또한, 상기 제1태양(態樣) 또는 제2태양(態樣)에 있어서, 상기 몸체에는 상기 요부에 수납된 에폭시를 신속히 경화시킬 수 있도록 가열수단이 더 장착될 수도 있다.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 에폭시 디스펜싱 툴에 의하면, 시린지에 담긴 액상의 에폭시를 몸체의 요부에 임시로 수납하고, 이를 경화시킨 후, 상기 경화된 에폭시를 피스톤이나 공압에 의해 회로기판에 접착시킴으로써, 회로기판의 정확한 위치에 균일한 두께의 에폭시를 접착시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 결국 회로기판의 정확한 위치 및 범위로 반도체칩이 접착되고, 차후 와이어 본딩 공정이 정확히 수행됨은 물론, 에폭시의 보이드 현상도 제거되어 계면박리 현상도 최소화된다.

이하 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴(101)을 도시한 상태도이다.

도시된 바와같이 액상의 에폭시(11)가 담긴 시린지(8)로부터 일정량이 에폭시(11)를 공급받아 이를 경화시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 요부(2)(凹部)가 형성된 몸체(1)가 구비되어 있다. 상기 요부(2)의 깊이는 통상적으로 회로기판(12)에 형성된 에폭시(11)의 두께와 동일하도록 형성함이 바람직하며, 그 평면 형상은 사용될 반도체칩의 모양이나 크기에 대응하도록 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 요부(2) 하면에 위치된 동시에, 상기 몸체(1)를 관통하는 로드(4)에 연결되어 상기 경화된 에폭시(11)를 회로기판(12)에 접착시킬 수 있도록 피스톤(3)이 구비되어 있다.

또한, 상기 피스톤(3) 및 로드(4)에 상,하 방향의 구동력을 제공할 수 있도록 상기 로드(4)에 연결되어서는 구동수단(5)이 더 설치되어 있으며, 이 구동수단(5)은 통상적인 공압 또는 유압을 이용하여 구현할 수 있다.

한편, 실제 회로기판(12) 상면에 에폭시(11)를 접착할 때, 상기 몸체(1)를대략 180°가량 회전시켜 작업할 수 있도록 상기 몸체(1)의 측부에는 회전수단(6)이 더 설치되어 있다. 상기 회전수단(6)으로서는 통상적인 모터 또는 실린더 등이 이용될 수 있다.

여기서, 상기 몸체(1)에는 상기 요부(2)에 수납된 에폭시(11)가 신속하게 경화되도록 가열수단(7)이 더 설치될 수 있으며, 이는 선택적 사항이다. 즉, 에폭시(11)는 실온에서도 서서히 경화되지만 이를 더욱 신속히 수행하기 위해서는 상기와 같이 가열수단(7)을 설치할 수도 있다.

도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴(102)을 도시한 상태도이다.

도시된 바와 같이 액상의 에폭시(11)가 담긴 시린지(8)로부터 일정량의 에폭시(11)를 공급받아 이를 경화시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 요부(2)가 형성되고, 상기 요부(2)의 하방 측부에는 일정크기의 공간부(9)가 형성된 몸체(1)가 구비되어 있다.

상기 요부(2) 하면에는 상기 공간부(9)로 이동함으로써, 상기 경화된 에폭시(11)가 회로기판(12)쪽으로 낙하될 수 있도록 피스톤(3)이 구비되어 있으며, 상기 공간부(9)에 연결되어는 상기 피스톤(3)에 좌,우 방향의 구동력을 제공할 수 있도록 구동수단(5)이 더 설치되어 있다. 상기 구동수단(5)으로서는 통상적인 공압 또는 유압 등을 이용하여 구현할 수 있다.

또한, 상기 경화된 에폭시(11)를 낙하시키는 수단은 몸체(1)의 상부에서 제공되는 통상의 압축공기를 이용할 수도 있으나, 도시된 바와 같이 공압 또는 유압에 의해 작동하는 피스톤(33)을 이용할 수도 있다. 물론, 상기 피스톤(33) 역시 로드(4)에 연결되고, 상기 로드는 구동수단(5)에 연결되어 있다.

도4a 내지 도4d는 본 발명의 제1실시예에 의한 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴(101)의 작동 방법을 도시한 설명도이다.

1. 에폭시 수납 단계로서, 몸체(1)의 각 요부(2)에 시린지(8)로부터 일정량의 에폭시(11)를 공급받아 이를 수납한다.(도4a 참조)

2. 에폭시 경화 단계로서, 상기 몸체(1)의 각 요부(2)에 위치된 에폭시(11)가 일정 점도를 가지며 약간 경화되도록 한다. 이는 실온에서도 가능하지만, 상기 몸체(1)에 가열수단(7)을 장착함으로써, 그 시간을 더 단축시킬 수도 있다.(도4b 참조)

3. 경화 에폭시 접착 단계로서, 회전수단(6)을 이용하여 상기 몸체(1)를 대략 180° 회전시킨 상태에서, 구동수단(5)을 이용하여 피스톤(3)이 하강하도록 함으로써, 상기 몸체(1)의 요부(2)에 경화된 에폭시(11)가 회로기판(12)의 정확한 위치에 접착되도록 한다. 즉, 상기 에폭시(11)는 완전히 경화된 상태가 아니므로, 상기 피스톤(3)에 의해 쉽게 하강되며, 이는 곧 회로기판(12)의 일정 영역에 균일한 두께로 접착된다.(도4c 참조)

도5a 내지 도5d는 본 발명의 제2실시예에 의한 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴(102)의 작동 상태를 도시한 설명도이다.

1. 에폭시 수납 단계로서, 몸체(1)의 각 요부(2)에 시린지(8)로부터 일정량의 에폭시(11)를 공급받아 이를 수납한다.(도5a 참조)

2. 에폭시 경화 단계로서, 상기 몸체(1)의 각 요부(2)에 위치된 에폭시(11)가 일정 점도를 가지며 약간 경화되도록 한다. 이는 실온에서도 가능하지만, 상기 몸체(1)에 가열수단(7)을 장착함으로써, 그 시간을 더 단축시킬 수도 있다.(도5b 참조)

3. 경화 에폭시 접착 단계로서, 구동수단(5)에 의해 피스톤(3)을 몸체(1)의 공간부(9)쪽으로 이동시켜, 상기 에폭시(11)가 회로기판(12)쪽으로 낙하하도록 한다. 이때, 상기 낙하수단은 몸체(1) 상부에서 하부로 작용하는 압축 공기를 이용하거나 또는 별도의 피스톤(33)을 이용할 수 있다.(도5c 참조)

도6은 본 발명에 의한 에폭시 디스펜싱 툴(101)(102)에 의해 회로기판(12)에 에폭시(11)가 디스펜싱된 상태를 도시한 일부 평면도로서, 도시된 바와 같이 회로기판(12)의 칩부착 영역(13)에는 대략 사각판 형상의 에폭시(11)가 접착되어 있다. 즉, 종래에는 다수의 액상 에폭시(11)가 돗팅되고, 이것이 서로 하나의 에폭시(11)로 합쳐짐으로써, 균일한 두께 내지 일정 범위의 영역내에 균일하게 분포되지 않았으나, 본 발명은 미리 어느 정도 경화된 사각판상의 에폭시(11)를 접착함으로써, 정확한 위치 내지 일정 범위 및 균일한 두께의 에폭시(11)가 회로기판(12)에 접착된다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 에폭시 디스펜싱 툴에 의하면, 시린지에 담긴 액상의 에폭시를 몸체의 요부에 임시로 수납하고, 이를 경화시킨 후, 상기 경화된 에폭시를 피스톤이나 공압에 의해 회로기판에 접착시킴으로써, 회로기판의 정확한 위치에 균일한 두께의 에폭시를 접착시킬 수 있는 효과가 있다.

결국, 회로기판의 정확한 위치 및 범위로 반도체칩이 접착되고, 차후 와이어 본딩 공정이 정확히 수행됨은 물론, 에폭시의 보이드 현상도 제거되어 계면박리 현상도 최소화되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 액상의 에폭시가 담긴 시린지(Syringe)로부터 일정량이 에폭시를 공급받아 이를 경화시키는 적어도 하나 이상의 요부(凹部)가 형성된 몸체와;

   상기 요부 하면에 위치된 동시에, 상기 몸체를 관통하는 로드에 연결되어 상기 경화된 에폭시를 회로기판에 접착시키는 피스톤과;

   상기 피스톤 및 로드에 상,하 방향의 구동력을 제공하는 구동수단과;

   상기 몸체를 대략 180°회전시키는 회전수단을 포함하여 이루어진 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴.
2. 액상의 에폭시가 담긴 시린지(Syringe)로부터 일정량이 에폭시를 공급받아 이를 경화시키는 적어도 하나 이상의 요부(凹部)가 형성되고, 상기 요부의 하방 측부에는 일정크기의 공간부가 형성된 몸체와;

   상기 요부 하면에 위치된 동시에, 상기 공간부로 이동되어 상기 경화된 에폭시를 회로기판에 접착시키는 피스톤과;

   상기 공간부에 연결되어 상기 피스톤에 좌,우 방향의 구동력을 제공하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 요부의 상부에는 상기 경화된 에폭시를 회로기판쪽으로 배출시킬 수 있도록 배출 수단이 더 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴.
4. 제3항에 있어서, 상기 배출 수단은 공압 또는 피스톤인 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몸체에는 상기 요부에 수납된 에폭시를 신속히 경화시킬 수 있도록 가열수단이 더 장착된 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 다이 어태치 장비의 에폭시 디스펜싱 툴.